I en hule kalt 'pit of bein', oppe i Atapuerca-fjellene i Spania, er en samling av 430 000 år gamle tenner merkelig mindre enn det som kan forventes for hodeskallene de ble funnet med. Anomalien har en vitenskapsmann som antyder at avstamningene til moderne mennesker og neandertalere delte seg for rundt 800 000 år siden, titusenvis av år tidligere enn genetiske studier har estimert.
Aida Gómez-Robles, antropolog ved University College London, studerer hvordan antikke hominin-arters tenner utviklet seg gjennom tidene. Hun mener at fordi de eldgamle tennene ser for moderne ut for deres tidsalder, må de ha utviklet seg uvanlig raskt eller, som hun finner mer sannsynlig, hatt mer tid til å utvikle seg enn det man har trodd. Den nye forskningen ble publisert i dag i Science Advances .
Etter hvert som forskjellige hominin-arter utviklet seg, endret tennene seg på bemerkelsesverdige måter, og ble generelt mindre med tiden. Å studere tennene til forskjellige tidlige menneskelige aner er en av de vanligste måtene å skille mellom arter på og til og med å identifisere nye. Gómez-Robles 'tidligere forskning antyder at tennene har en tendens til å utvikle seg med relativt standard på tvers av homininhistorien. Hvis det er sant, er jekslene og premolarene som ble avdekket fra den spanske grotten mindre enn man kunne forvente gitt deres alder.
"Når vi ser på disse tennene, ligner de veldig på tennene til senere neandertalere, selv om de er mye eldre, " sier Gómez-Robles. "I denne studien har vi prøvd å undersøke hvor lang tid disse tidlige neandertalerne ville ha trengt for å utvikle denne tannformen, [som] er så mye som tannformen til neandertalerne som er mye senere."
Neanderthaler og Homo sapiens deler en felles stamfar, men nøyaktig hvem den arten var, og når de senere avstammingene avviket fra den, er et vanskelig mysterium å løse ut. Men det er ledetråder, og den nye tannstudien er langt fra det første beviset som dukket opp til og med fra Sima de los Huesos, det fossilrike grottestedet i Spanias Atapuerca-fjell. Homininene som bodde her, rundt 30 individer som har blitt studert godt gjennom årene, ser ut fra morfologien og DNA-en til å være tidlige neandertalere - faktisk representerer restene noen av de eldste kjente neandertalerne. Men hvor nær var de egentlig den felles stamfaren til både den forsvunne arten og vår egen?
Genetikk har hjulpet oss med å kikke inn i fortiden og skissere de gamle grenene til hominin-slektstreet. En studie fra 2016 av 430-000 år gamle Neandertal-rester fra Sima de los Huesos-nettstedet estimerer tiden for Neandertal-splittelsen fra Homo sapiens- slektslinjen for 550 000 til 765 000 år siden. Andre genetiske studier antyder på samme måte divergenstider som er mindre enn 800 000 år siden.
Paleoanthropolog Rick Potts, direktør for Smithsonian's Human Origins Program, sier at mens Gómez-Robles reiser noen sannsynlige ideer, er han langt fra overbevist om at frekvensene av tannutvikling er så standard eller forutsigbar som papiret antyder. "Hun har bitt av et interessant tema her, men jeg ser ikke argumentet for at tannhastigheten for evolusjon er absolutt kjent til det punktet hvor vi da kan si at den Neanderthal-moderne menneskelige divergensen må ha vært tidligere enn 800 000 år. siden, sier Potts. "En rekke molekylærgenetiske studier antyder at det er nyere."
Tenner er en av de mest brukte restene av menneskelige aner for å skille mellom arter. (Aida Gomez-Robles / Ana Muela / Jose Maria Bermudez de Castro) Det er mulig, sier Gómez-Robles, at tennene utviklet seg med en uvanlig høy hastighet på grunn av sterkt utvalg for genetiske forandringer. Denne akselererte endringen kunne ha skjedd hvis den avsidesliggende befolkningen levde isolert fra Europas andre neandertaler. Men Gómez-Robles mener at tennene rett og slett utviklet seg over en lengre periode, noe som i henhold til hennes tidslinje for tannutviklingsrater, ville fordele mellom Homo sapiens og Neanderthal-avstamningen for 800 000 år siden eller eldre.
"Alt annet, for eksempel ansiktet [og] anatomien til disse homininene, ser slags mellomliggende ut, " sier Gómez-Robles. "De ser ut som vi ville forvente for hominins i den alderen. Men tennene ser veldig, veldig forskjellige ut. De ser veldig neandertaler ut, og det eneste som er annerledes er tennene. ... Hvis det var valg, ville vi forvente at det ville ha effekt på noe annet, som ansiktet, og ikke bare tennene. ”
Potts påpeker også flere mulige årsaker til feiltolkning, inkludert en variabel kalt "generasjonstid" som kan ha stor innvirkning på tidslinjen for tannutvikling gjennom mange tusen år. "Hvis du har en raskere eller saktere utvikling av tennene, for vekst, vil det påvirke estimeringen av evolusjonshastigheten, " sier han.
Forskere har bevis for at hastigheten på tannutviklingen endret seg i løpet av evolusjonstiden. Mikroskopiske studier av tannemaljelag gjør det mulig for forskere å beregne dagene mellom et fossilt hominins fødsel og utbruddet av dets første molar, og viser at for 1, 5 millioner år siden fikk den unge Homo erectus sin første molar på rundt 4, 5 år gammel. For rundt 200 000 år siden fikk neandertalerne den samme tannen rundt 6 år, som vi mennesker fortsatt gjør i dag. "Og vi vet ikke når, for 1, 5 millioner år siden og 200 000 år siden, denne hastigheten endret seg til en mye langsommere utvikling av tennene, " sier Potts. "Så det er mye krumrom."
Hybridisering mellom forskjellige arter, som ser ut til å ha florert i løpet av epoken, er en annen mulig komplikasjon. (Parring mellom den moderne menneskelige og neandertaler art skjedde så sent som for 50 000 år siden.) “Det er alt helvete som løsner i det interglacial Europa i løpet av denne tidsperioden, hvor det er bestander som skiller seg fra hverandre i perioder, sannsynligvis gjennomgår en rask utvikling, kommer sammen tusenvis til titusenvis av år senere, sier Potts. "Vi vet ikke hva effekten av den evolusjonære befolkningens historie, som deler seg og kom sammen igjen og igjen under istiden og det interglacial Europa, ville hatt på mekanismer for tannutvikling."
Gitt vanskelighetene med å løsrive forskjellige linjer med eldgamle bevis, og de relativt små forskjellene mellom genetiske og tannutviklingsberegninger av den moderne menneskelig-neandertaler delingen, kan man lure på hvorfor å avdekke den sanne tidslinjen er så viktig. Men å fylle ut slike emner er den eneste måten vi nøyaktig kan kartlegge de mange evolusjonsskuddene og grenene på vårt eget slektstre - og lære hvordan vi ble den vi er.
"Selv når forskjellen ikke er stor, " sier Gómez-Robles, "kan implikasjonene av disse forskjellene være ganske viktige når det gjelder å forstå forholdene mellom forskjellige arter, og hvilke som er forfedre til hverandre."
